基于白光干涉光譜單峰值波長移動的鍺膜厚度測量方案研究:在對比研究目前常用的白光干涉測量方案的基礎上,我們發現當兩干涉光束的光程差非常小導致其干涉光譜只有一個干涉峰時,常用的基于兩相鄰干涉峰間距的解調方案不再適用。為此,我們提出了適用于極小光程差并基于干涉光譜單峰值波長移動的測量方案。干涉光譜的峰值波長會隨著光程差的增大出現周期性的紅移和藍移,當光程差在較小范圍內變化時,峰值波長的移動與光程差成正比。根據這一原理,搭建了光纖白光干涉溫度傳感系統對這一測量解調方案進行驗證,得到了光纖端面半導體鍺薄膜的厚度。實驗結果顯示鍺膜的厚度為,與臺階儀測量結果存在,這是因為薄膜表面本身并不光滑,臺階儀的測量結果只能作為參考值。鍺膜厚度測量誤差主要來自光源的波長漂移和溫度控制誤差。總的來說,白光干涉膜厚儀是一種應用廣、具有高精度和可靠性的薄膜厚度測量儀器。國產膜厚儀零售價格
傅里葉變換是白光頻域解調方法中一種低精度的信號解調方法。早是由G.F.Fernando和T.Liu等人提出,用于低精度光纖法布里-珀羅傳感器的解調。因此,該解調方案的原理是通過傅里葉變換得到頻域的峰值頻率從而獲得光程差,進而得到待測物理量的信息。傅里葉變換解調方案的優點是解調速度較快,受干擾信號的影響較小。但是其測量精度較低。根據數字信號處理FFT(快速傅里葉變換)理論,若輸入光源波長范圍為λ1,λ2,則所測光程差的理論小分辨率為λ1λ2/(λ2?λ1),所以此方法主要應用于對解調精度要求不高的場合。傅里葉變換白光干涉法是對傅里葉變換法的改進。該方法總結起來就是對采集到的光譜信號做傅里葉變換,然后濾波、提取主頻信號后進行逆傅里葉變換,然后做對數運算,并取其虛部做相位反包裹運算,由獲得的相位得到干涉儀的光程差。該方法經過實驗證明其測量精度比傅里葉變換高。蘇州膜厚儀企業隨著技術的進步和應用領域的拓展,白光干涉膜厚儀的性能和功能將不斷提高和擴展。
本章介紹了基于白光反射光譜和白光垂直掃描干涉聯用的靶丸殼層折射率測量方法。該方法利用白光反射光譜測量靶丸殼層光學厚度,利用白光垂直掃描干涉技術測量光線通過靶丸殼層后的光程增量,結合起來即可得到靶丸的折射率和厚度數據。在實驗數據處理方面,為解決白光干涉光譜中波峰位置難以精確確定和單極值點判讀可能存在干涉級次誤差的問題,提出了利用MATLAB曲線擬合確定極值點波長以及根據干涉級次連續性進行干涉級次判斷的數據處理方法。通過應用碳氫(CH)薄膜進行實驗驗證,證明該方法具有較高的測量精度和可靠性。
使用了迭代算法的光譜擬合法,其優缺點在很大程度上取決于所選擇的算法。隨著各種全局優化算法的引入,遺傳算法和模擬退火算法等新算法被用于薄膜參數的測量。其缺點是不夠實用,該方法需要一個較好的薄膜的光學模型(包括色散系數、吸收系數、多層膜系統),但是在實際測試過程中,薄膜的色散和吸收的公式通常不準確,尤其是對于多層膜體系,建立光學模型非常困難,無法用公式準確地表示出來。在實際應用中只能使用簡化模型,因此,通常全光譜擬合法不如極值法有效。另外該方法的計算速度慢也不能滿足快速計算的要求。操作需要一定的專業基礎和經驗,需要進行充分的培訓和實踐。
白光掃描干涉法能免除色光相移干涉術測量的局限性。白光掃描干涉法采用白光作為光源,白光作為一種寬光譜的光源,相干長度較短,因此發生干涉的位置只能在很小的空間范圍內。而且在白光干涉時,有一個確切的零點位置。當測量光和參考光的光程相等時,所有波段的光都會發生相長干涉,這時就能觀測到有一個很明亮的零級條紋,同時干涉信號也出現最大值,通過分析這個干涉信號,就能得到表面上對應數據點的相對高度,從而得到被測物體的幾何形貌。白光掃描干涉術是通過測量干涉條紋來完成的,而干涉條紋的清晰度直接影響測試精度。因此,為了提高精度,就需要更為復雜的光學系統,這使得條紋的測量變成一項費力又費時的工作。它可以用不同的軟件進行數據處理和分析,比如建立數據庫、統計數據等。薄膜膜厚儀企業
可配合不同的軟件進行數據處理和分析,如建立數據庫、統計數據等。國產膜厚儀零售價格
通過基于表面等離子體共振傳感的測量方案,結合共振曲線的三個特征參數,即共振角、半高寬和反射率小值,反演計算可以精確地得到待測金屬薄膜的厚度和介電常數。該方案操作簡單,利用Kretschmann型結構的表面等離子體共振實驗系統即可得到共振曲線,從而得到金膜的厚度。由于該方案為一種強度測量方案,受環境影響較大,測量結果存在多值性問題,因此研究人員進一步對偏振外差干涉的改進方案進行了理論分析,從P光和S光之間相位差的變化來實現厚度測量。國產膜厚儀零售價格